JPH11185580A - 保護素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過電流と加熱による保護機能を合わせ持ち、
迅速且つ確実に機能する保護素子を提供する。 【解決手段】 一対の電極１２間に接続された発熱体１
４と、この電極１２の両外側部に絶縁層を介して、同一
基板１１上に設けられた導体層２２と、発熱体１４と導
体層２２との間に積層された熱収縮性の樹脂層２０とを
備える。導体層２２は熱収縮性の樹脂層２０に挟持され
ており、この熱収縮性の樹脂層２０を介して上記発熱体
１４に積層されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子部品や電気
製品等の使用中に生じる過電流や加熱による破損から回
路やその他重要な部品を保護する保護素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、保護素子はヒューズのように主と
して過電流の発生により動作する過電流保護機能、ある
いはサーミスタやバイメタルスイッチのように加熱によ
り作動する加熱保護機能を有したものがあった。

【０００３】また特開平７−１５３３６７号公報に開示
されているように、低融点金属及び発熱体と、検知素子
から構成される保護素子であって、この低融点金属とこ
の発熱体とが絶縁層を介して接触され、電圧の異常を検
知する検知素子により発熱体が通電されて動作する保護
素子も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の場合、保護素子は過電流、加熱あるいはその他の異常
により動作する機能のうち、一つの機能しか有しておら
ず、近年の電子機器の小型化薄型化に伴い、単一の保護
機能では開発される種々の電気製品に設けられた回路を
十分に保護することができなかった。また、各機能を有
する保護素子を複数設けると、各機能で作用する抵抗値
等の条件が異なるため、それぞれに適した抵抗値等を設
定する必要があり、回路が複雑になり、これらの保護回
路のための電力損失も生じ、さらに製造が複雑でコスト
が高くなるという問題を有していた。

【０００５】また上記従来の技術の後者の場合、基板上
に形成した複数の抵抗体にエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂
を被覆し、さらにこの樹脂層を介して低融点金属をヒュ
ーズとして用いている。このため、樹脂層を介して熱伝
導を行い、低融点金属を切断することから、構造が複雑
で応答性が悪く、さらに製造工程が多いため、生産コス
トが高くなるものであった。

【０００６】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、過電流と加熱による保護機能を
合わせ持ち、迅速且つ確実にに機能する保護素子を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の保護素子は、
一対の電極間に接続された発熱体と、この電極の両外側
部に絶縁層を介して、同一基板上に設けられた導体層
と、発熱体と導体層との間に積層された熱収縮性の樹脂
層とを備えている。また、上記導体層は熱収縮性の樹脂
層に挟持されており、この熱収縮性の樹脂層を介して上
記発熱体に積層されている。さらに、上記導体層は、切
断されやすいように、側縁部に複数の切り欠き部が形成
されている。

【０００８】またこの発明は、絶縁性の基板と、この基
板上の一対の電極間に接続された導体層と、上記導体層
に積層され所定の温度で昇華する昇華樹脂層を備えた保
護素子である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面に基づいて説明する。この発明の第一実施の形態
の保護素子１０は、図１に示すようにセラミックや樹脂
等からなる基板１１上に一対の電極１２が形成され、こ
の電極１２と接続した発熱体１４が設けられ、検知部１
６を形成する。また検知部１６の外側には、電子機器の
メイン回路に接続する電極１８が設けられ、検知部１６
の電極１２と同様に形成され、この一対の電極１８間に
は表裏面を熱収縮性樹脂層層２０が設けられている。

【００１０】電極１２，１８は、基板１１がセラミック
からなる場合、Ａｇ又はＡｇＰｄを含有した導電性塗料
をスクリーン印刷等により形成される。また基板１１が
樹脂層からなる場合、銀又は銅からなる金属薄膜を基板
１１上に設け、エッチングにより所定形状に形成する。
また検知部１６を構成する電極１２間の発熱体１４は、
所定の抵抗値を有するため、電流を長時間流し続けたり
あるいは過電流が生じると、発熱体１４が所定の発熱を
する。発熱体１４は、カーボンやレジン等の抵抗体ペー
ストをスクリーン印刷等を用い形成される。また発熱体
１４は発熱しやすく、耐熱性の良好なものが望ましいこ
とから、導電性ペーストは熱硬化性樹脂が適している。

【００１１】導体層２２は、蒸着膜、めっき膜、金属箔
のいずれかで形成される。蒸着膜は金、銅、ニッケル、
アルミニウムの単体あるいは合金を蒸着し、薄膜を形成
したもので、めっき膜はＮｉ−Ｐ系又はＮｉ−Ｓｎ系の
めっき膜あるいははんだめっきによる膜からなり、金属
箔は、銅、アルミニウムを８〜１６μｍ程度の薄い膜状
にしたものである。いずれも加熱により切断されやす
く、電極１８間の伝導性を遮断する。

【００１２】熱収縮性樹脂層２０は、絶縁性を有し所定
の熱で収縮するもので、塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸
ビニルとの共重合体、エチレン・プロピレンゴム、ニト
リル・ブタジエンゴム、エチレン・アクリル酸共重合ゴ
ム、フッ化エチレン・プロピレン・コポリマー等をフイ
ルム状にしたものである。

【００１３】絶縁性樹脂２４は、耐熱性の良好な熱硬化
性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。また、
この絶縁性樹脂層２４は、熱収縮性樹脂層２０と兼用し
て省略しても良い。

【００１４】次にこの実施形態の保護素子の動作につい
て説明する。検知部１６を形成する電極１２間の発熱体
１４は、所定の抵抗値を有しているが、導体層２２はほ
とんど抵抗を有しないため、過電流や長時間の一定電流
が流れ続けると発熱体１４が発熱する。発生した熱が所
定の温度以上となると、発熱体１４と接する熱収縮性樹
脂層層２０が収縮し、さらに導体層２２は熱収縮性樹脂
層２０の収縮に伴い切断される。また導体層２２は熱収
縮性樹脂層２０に狭持されていることから、これらの熱
収縮性樹脂層２０の収縮により、導体層２２の切断はよ
り確実に、またすみやかにおこなわれる。導体層２２の
切断により電極１８間の通電が遮断されるとともに、電
極１８と接続するメイン回路は電流が絶たれ保護され
る。

【００１５】また導体層２２の第二実施形態として、図
２に示すように、導体層２２の側縁部に複数の切り欠き
部２６を設けると、導体層２２の切断はより確実に、し
かも速やかに行われる。

【００１６】さらに、導体層２２に積層された樹脂の実
施形態として、図３に示すように、導体層２２を、所定
の温度で昇華する樹脂３０により挟持した状態で積層さ
れたものでも良い。この場合、昇華樹脂３０の昇華温度
は適宜樹脂の材料により設定する。昇華樹脂３０の例と
してはエチルセルロース等がある。昇華樹脂３０の表面
は、さらに保護コートにより保護される。

【００１７】この実施形態によれば、導体層２２を昇華
樹脂３０で挟持しているので、所定の温度で昇華樹脂３
０が昇華し、導体層２２はその際に破断される。

【００１８】なおこの発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、使用する各部材の材料、形状等は
適宜変更することができる。

【００１９】

【発明の効果】この発明の保護素子は、過電流又は一定
温度以上の発熱が生じた場合、導体層を熱収縮性樹脂層
や昇華樹脂層等によりすみやかに導体層を切断し、通電
状態が遮断され、電子機器のメイン回路を保護する機能
を有する。また導体層の側縁部に切り欠き部を設けるこ
とで、切断をより確実にする。よって、この発明の保護
素子は、構造が単純なことから製造工程を簡略化するこ
とができ、コストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施形態の保護素子を示す断面
図である。

【図２】この発明の第二実施形態の保護素子が有する導
体層を示す平面図である。

【図３】この発明の第三実施形態の保護素子を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０ 保護素子 １１ 基板 １２，１８ 電極 １４ 発熱体 １６ 検知部 ２０ 熱収縮性樹脂層 ２２ 導体層

フロントページの続き (72)発明者 嶋田 真人 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性の基板と、この基板上の一対の電
   極間に接続された発熱体と、この電極の両外側部に絶縁
   層を介して、上記基板上に設けられた導体層と、上記発
   熱体と上記導体層との間に積層された熱収縮性の樹脂層
   とを備えたことを特徴とする保護素子。
2. 【請求項２】 上記導体層は熱収縮性の樹脂層に挟持さ
   れ、この熱収縮性の樹脂層を介して上記発熱体に積層さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の保護素子。
3. 【請求項３】 上記導体層の側縁部には、複数の切り欠
   き部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２
   記載の保護素子。
4. 【請求項４】 絶縁性の基板と、この基板上の一対の電
   極間に接続された導体層と、上記導体層に積層され所定
   の温度で昇華する昇華樹脂層を備えたことを特徴とする
   保護素子。